KR100520921B1 - 영상 표시 패널용 발광 다이오드 구동제어 회로 및 발광다이오드 표시모듈 - Google Patents

영상 표시 패널용 발광 다이오드 구동제어 회로 및 발광다이오드 표시모듈 Download PDF

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Abstract

영상 표시 패널을 구동 제어하기 위한 발광 다이오드 구동제어 회로는, 발광 다이오드를 온/오프 하기 위한 입력 데이터를 받아서 순차적으로 저장하는 시프트 레지스터부, 상기 시프트 레지스터부로부터 상기 입력 데이터를 받아 저장하고, 저장된 데이터를 상기 도트 매트릭스 패널에 대한 수직 라인 구동 데이터로 인가하는 메모리부와, 래치 신호의 입력에 따라 상기 메모리부에 대한 읽기/쓰기를 제어하는 메모리 읽기/쓰기 발생기와, 상기 메모리 읽기/쓰기 발생기의 읽기 신호에 따라 상기 도트 매트릭스 패널에 대한 수평 라인 구동 데이터를 생성하는 어드레스 디코더로 구성된다.
상기 구동제어 회로는 메모리 회로를 사용하기 때문에, 데이터를 계속해서 래치시킬 필요가 없어서, 메인 시스템의 제어기에서 구동제어 회로를 제어하는 부담을 줄일 수 있다.

Description

영상 표시 패널용 발광 다이오드 구동제어 회로 및 발광 다이오드 표시 모듈{LIGHT EMITTING DIODE DRIVING CIRCUIT FOR IMAGE DISPLAY PANEL AND LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY MODULE}
본 발명은 영상 표시 패널을 구동하기 위한 구동 회로에 관한 것으로서, 특히 전광판과 같이 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 사용하는 영상 표시 패널을 구동 제어하기 위한 구동제어 회로에 관한 것이다.
전광판은 발광 소자인 LED나 소형 형광관 등을 매트릭스(matrix) 형태로 배열하여, 각종 문자나 그림 등의 정보를 표시하는 것으로서, 이러한 전광판의 구동을 제어하기 위한 방식은 다이나믹(Dynamic) 방식과 스태틱(Static) 방식으로 구분된다.
LED 전광판의 스태틱 구동제어 회로는 시프트 레지스터(shift register)의 비트(bit)를 도트(dot) 수만큼 준비하고, 여기에 데이터를 보내어 점등(點燈) 제어용 신호로 제어하는 것으로서, 통상 한 화면분에 해당하는 구성 도트의 데이터를 한 번에 보내고, 한 번에 모든 LED를 제어한다. 반면, 다이나믹 구동제어 회로는 1자리씩 스캔하면서 점등하는 방식으로서, 각 행 또는 열을 순차적으로 점등할 수 있는 상태로 하고, 표시하는 타이밍에 동기시켜 LED의 점등을 제어한다.
다이나믹 구동제어 회로는 스태틱 구동제어 회로에 비해 휘도의 저하와 저주파 스캔시에 깜박거림이 일어날 가능성이 있으나, 구동소자의 수가 적기 때문에 제조 비용을 낮출 수 있으며, 큰 화면에 효과적이기 때문에 널리 이용되고 있다.
도 1에 종래의 다이나믹 구동제어 회로의 일례를 나타내었다. 도 1의 구동제어 회로는 LED를 온/오프(on/off)하기 위한 입력 데이터(DATA)가 시프트 클럭( SHIFT CLOCK)에 의해 시프트 레지스터(11)에 저장되고, 저장된 데이터는 래치 신호(LATCH)에 의해 래치소자(latch)(12)에 래치되어 구동소자(driver)(13)로 구동된다. 즉, LED 도트 매트릭스(10)에 대해 수직 라인 데이터 구동(column line data driving)이 실행된다. 이와 동시에 어드레스 디코더(address decoder)(14)로 어드레스 신호가 입력되고 디코딩 되어 구동소자(15)에 인가됨으로써, LED 도트 매트릭스(10)의 수평 라인 데이터 구동(row line data driving)이 실행된다. 이어서, 어드레스 디코더(14)에 입력되는 어드레스를 순차적으로 바꾸어 가면서 다음 데이터에 대한 수직 라인 데이터 구동을 실행함으로써, LED 도트 매트릭스(10)의 LED가 온/오프되어 화상이 표시된다.
구동소자(13)에 인가되는 출력 인에이블(Out_enable) 신호는 어드레스가 바뀌는 시점에서 수직 라인 구동 데이터의 턴 온(turn on) 시간을 조절하는 것으로서, 이와 같이 출력 온/오프 시간을 제어함으로써 수평 라인 구동으로 인해 잔상(殘像)이 생기는 문제를 해결할 수 있다.
상기한 종래의 다이나믹 구동제어 회로에서는, 계속해서 데이터를 래치시켜야 하기 때문에, 구동제어 회로를 제어하기 위해 전광판 시스템과 같은 메인 시스템(main system)의 제어기에 많은 부하가 걸리는 문제점이 있다.
또한, 종래의 다이나믹 구동제어 회로에서는 적, 녹, 청(R, G, B) 3가지의 데이터를 한꺼번에 처리하지 않기 때문에 컬러 표시를 위해서는 많은 수의 구동회로가 요구되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 LED 표시장치의 구동제어 회로에서의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 메인 시스템의 제어기에서 다이나믹 구동제어 회로를 제어하는 부담을 줄일 수 있는 구동제어 회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 적, 녹, 청(R, G, B) 3가지의 데이터를 모두 처리할 수 있는 LED 구동제어 회로를 하나의 칩(chip) 내에 실장하여, LED 전광판 시스템을 컴팩트(compact)하게 구성할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 LED 구동제어 회로는
발광 다이오드를 온/오프 하기 위한 입력 데이터를 받아서 순차적으로 저장하는 시프트 레지스터부와, 상기 시프트 레지스터부로부터 상기 입력 데이터를 받아 저장하고, 저장된 데이터를 상기 도트 매트릭스 패널에 대한 수직 라인 구동 데이터로 인가하는 메모리부와, 래치 신호의 입력에 따라 상기 메모리부에 대한 읽기/쓰기를 제어하는 메모리 읽기/쓰기 발생기와, 상기 메모리 읽기/쓰기 발생기의 읽기 신호에 따라 상기 도트 매트릭스 패널에 대한 수평 라인 구동 데이터를 생성하는 어드레스 디코더를 포함한다.
또한, 상기 시프트 레지스터부는 적, 녹, 청(R, G, B) 3가지의 입력 데이터를 각각 처리하는 3개의 시프트 레지스터로 이루어지고, 상기 메모리부는 상기 시프트 레지스터 각각으로부터 상기 입력 데이터를 각각 받아서 저장하는 3개의 메모리 소자로 이루어진다.
또한, 상기 메모리 각각은 내장된 자체 카운터에 의해 어드레스를 생성하고 있으며, 상기 메모리 읽기/쓰기 발생기는 쓰기 동작이 발생되지 않을 경우에는 읽기 동작을 반복해서 실행한다.
상기 구동제어 회로는 어드레스가 바뀌는 시점에서 출력 인에이블 신호를 이용하여 수직라인 구동 데이터의 턴 온(turn on) 시간을 제어하는 출력 인에이블 회로를 포함할 수도 있다.
상기한 구동제어 회로는 전광판 등에 이용되는 발광 다이오드 표시 모듈(LED display module)에 용이하게 실장될 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동제어 회로를 나타낸 블록도이다. 도 2에서는 16x16 LED 도트 매트릭스(20)를 구동하는 구동제어 회로를 일례로서 나타내었다.
도 2의 구동제어 회로는 3개의 16비트 시프트 레지스터(21, 22, 23), 3개의 16x16 비트 메모리(24, 25, 26), 메모리 읽기/쓰기 발생기(memory read/write generator)(27), 어드레스 디코더(28), 출력 인에이블 회로(output enable circuit)(29)를 포함한다.
각각의 시프트 레지스터(21, 22, 23)에는 적, 녹, 청(R, G, B)의 3가지 LED를 온/오프(on/off) 하는 입력 데이터(R_DATA, G_DATA, B_DATA)가 입력되고, 출력단자는 존재하지 않는다. 메인 시스템 제어기에서 각각의 구동회로에 입력데이터(R_DATA, G_DATA, B_DATA)가 입력되어 구동회로를 동작시킨다. 또한, 각각의 시프트 레지스터(21, 22, 23)에는 클럭신호(CLOCK)와 리셋신호(RESET) 신호가 입력되어, 각 시프트 레지스터(21, 22, 23)에 데이터를 순차적으로 저장할 수 있도록 한다.
시프트 레지스터(21, 22, 23)에 저장된 입력 데이터는 다시 16x16 비트 메모리(24, 25, 26)에 순차적으로 저장되고, 이 때 메모리(24, 25, 26)의 어드레스는 내장된 자체 카운터(counter)에 의해 생성된다.
메모리 읽기/쓰기 발생기(27)는 래치 신호(LATCH)의 입력에 따라 상기 메모리(24, 25, 26) 각각에 대한 읽기 또는 쓰기를 제어하며, 쓰기 동작이 발생되지 않을 경우에는 읽기 동작을 반복해서 실행한다.
어드레스 디코더(28)는 메모리 읽기/쓰기 발생기(27)의 읽기 신호(READ_SIG)에 따라 수평 라인 구동 데이터를 생성한다.
다음으로, 상기한 LED 구동제어 회로의 동작에 대해 설명한다.
적, 녹, 청(R, G, B)의 입력 데이터가 입력되어 16 비트 시프트 레지스터(21, 22, 23)에 각각 저장되고, 저장된 데이터는 래치 신호에 의해 순차적으로 16x16 비트 메모리(24, 25, 26)에 각각 입력된다. 이와 같이 각각의 메모리(24, 25, 26)에 저장된 데이터는 구동소자(line driver, 도시하지 않음)에 의해 16x16 LED 도트 매트릭스(20)를 수직라인으로 구동한다. 동시에, 읽기 신호에 의해 어드레스 디코더(28)에 의해 수평라인 데이터가 구동되면서 LED 도트 매트릭스(20)의 LED가 온 또는 오프되어, 화상을 표시하게 된다.
이 때, 출력 인에이블 회로(29)는, 수평라인 구동으로 인해 잔상이 발생되는 문제점을 해결하기 위하여, 어드레스가 바뀌는 시점에서 출력 인에이블 신호(OUT_EN)를 이용하여 수직라인 구동 데이터의 턴 온(turn on) 시간을 적절히 제어한다.
또한, 입력 데이터(R_DATA, G_DATA, B_DATA)와 마찬가지로, 클럭 신호(CLOCK), 리셋 신호(RESET), 래치 신호(LATCH) 및 출력 인에이블 신호(OUT_EN)는 각각 독립적으로 LED 구동제어 회로에 입력되어 구동된다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LED 구동제어 회로에서는 16x16 비트 메모리를 사용함으로써, 래치 회로를 사용하는 종래의 다이나믹 구동제어 회로와는 달리, 계속해서 데이터를 래치시킬 필요가 없다. 즉, 새로운 데이터가 메모리에 입력되기 전까지는 이전에 입력되어 저장된 데이터가 계속해서 표시된다.
다음으로, 본 발명에 따른 LED 구동회로가 LED 전광판 시스템에 적용된 일례를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 전광판 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3에서 LED 전광판 시스템은 LED 표시 모듈(30), 시스템 제어기(40), 전원공급기(50) 등으로 구성되며, 여기서 가장 핵심 부품인 LED 표시 모듈은 LED(31), LED 구동소자(32), 구동제어 회로(33)로 이루어진다.
상기한 본 발명의 LED 구동제어 회로는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)으로 제조되는 것이 바람직하다. 이와 같이 ASIC으로 만들어진 본 발명의 LED 구동제어 회로는 전광판의 기본 단위인 LED 모듈에 용이하게 실장될 수 있으며, 영상을 표시하기 위한 LED 전광판에 표준화된 제어 방식을 제공할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 LED 구동제어 회로에서는 회로 내에 메모리를 가지고 있어서 입력 데이터를 계속해서 래치할 필요가 없다. 따라서, 전광판 시스템 제어기와 같은 메인 제어기에 걸리는 부하를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 LED 구동제어 회로는 하나의 ASIC 칩으로 적, 녹, 청(R, G, B) 데이터를 모두 한꺼번에 처리할 수 있기 때문에, 시스템을 컴팩트하게 설계 및 제조할 수 있다.
본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시예가 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 발광 다이오드 구동제어 회로의 일례를 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 구동제어 회로를 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 구동제어 회로를 전광판 표시 시스템에 적용한 일례를 나타내는 블록도.

Claims (7)

  1. 발광 다이오드 도트 매트릭스 패널에 영상을 표시하기 위한 발광 다이오드 구동제어 회로에 있어서,
    상기 도트 매트릭스 패널의 발광 다이오드를 온/오프 하기 위한 입력 데이터를 받아서 순차적으로 저장하는 시프트 레지스터부,
    상기 시프트 레지스터부로부터 상기 입력 데이터를 받아 저장하고, 저장된 데이터를 상기 도트 매트릭스 패널에 대한 수직 라인 구동 데이터로 인가하는 메모리부,
    래치 신호의 입력에 따라 상기 메모리부에 대한 읽기/쓰기를 제어하는 메모리 읽기/쓰기 발생기,
    상기 메모리 읽기/쓰기 발생기의 읽기 신호에 따라 상기 도트 매트릭스 패널에 대한 수평 라인 구동 데이터를 생성하는 어드레스 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 패널용 발광 다이오드 구동제어 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시프트 레지스터부는 적, 녹, 청(R, G, B) 3가지의 입력 데이터를 각각 처리하는 3개의 시프트 레지스터로 이루어지고,
    상기 메모리부는 상기 시프트 레지스터 각각으로부터 상기 입력 데이터를 각각 받아서 저장하는 3개의 메모리 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 표시 패널용 발광 다이오드 구동제어 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메모리 각각은 내장된 자체 카운터에 의해 어드레스를 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 패널용 발광 다이오드 구동제어 회로.
  4. 제2항에 있어서,
    어드레스가 바뀌는 시점에서 출력 인에이블 신호를 이용하여 수직라인 구동 데이터의 턴 온(turn on) 시간을 제어하는 출력 인에이블 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 패널용 발광 다이오드 구동제어 회로.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 메모리 읽기/쓰기 발생기는 쓰기 동작이 발생되지 않을 경우에는 읽기 동작을 반복해서 실행하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 패널용 발광 다이오드 구동제어 회로.
  6. 도트 매트릭스 형태로 구성된 발광 다이오드 패널, 상기 패널을 구동하는 구동 소자 및 상기 구동 소자를 제어하는 구동제어 회로를 포함하는 발광 다이오드 표시 모듈에 있어서,
    상기 구동제어 회로는
    발광 다이오드를 온/오프 하기 위한 입력 데이터를 받아서 순차적으로 저장하는 시프트 레지스터부,
    상기 시프트 레지스터부로부터 상기 입력 데이터를 받아 저장하고, 저장된 데이터를 상기 도트 매트릭스 패널에 대한 수직 라인 구동 데이터로 인가하는 메모리부,
    래치 신호의 입력에 따라 상기 메모리부에 대한 읽기/쓰기를 제어하는 메모리 읽기/쓰기 발생기,
    상기 메모리 읽기/쓰기 발생기의 읽기 신호에 따라 상기 도트 매트릭스 패널에 대한 수평 라인 구동 데이터를 생성하는 어드레스 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시프트 레지스터부는 적, 녹, 청(R, G, B) 3가지의 입력 데이터를 각각 처리하는 3개의 시프트 레지스터로 이루어지고,
    상기 메모리부는 상기 시프트 레지스터 각각으로부터 상기 입력 데이터를 각각 받아서 저장하는 3개의 메모리 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 표시 모듈.
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